China had al spiralen van Archimedes vóór Archimedes

In China werd misschien al eerder dan tot nu toe werd gedacht gebruik gemaakt van apparaten die gelijktijdig twee verschillende bewegingen konden creëren. Dat suggereert Peter J. Lu, van de Harvard Universiteit in Cambridge, VS, op grond van onderzoek aan versieringen op jade ringen (Science, 11 juni). In China was men al vroeg zeer bedreven in het bewerken van jade, een kostbaar mineraal waar onder andere sieraden, beeldjes en vazen van werden gemaakt. De Chinezen beschouwden dit mineraal, dat zich gemakkelijk met een mes laat bewerken, als een geschenk van de hemel.

Lu heeft de spiraalvormige groeven bestudeerd van tien jade ringen die dateren uit de zogeheten Lente- en Herfstperiode (771-475 v.C.). Deze ringen hebben een diameter variërend van 27 tot 75 millimeter en hebben langs hun omtrek groeven die uit 10 tot 48 `windingen' bestaan. De oudste ring komt uit een graftombe die uit het jaar 552 v.C. dateert. Tot nu toe werd aangenomen dat de spiraalvormige groeven in deze ringen handmatig waren gesneden, of hooguit met behulp van eenvoudige apparaten die slechts een beweging in één richting konden voortbrengen. Maar volgens Lu is dat gezien de precisie en uniformiteit van de groevenpatronen erg onwaarschijnlijk.

Lu heeft van alle ringen wrijfafdrukken gemaakt en hierop nauwkeurig de vorm van de groeven bestudeerd. Alle groeven blijken de vorm van een zogeheten `spiraal van Archimedes' te hebben: een kromme die ontstaat uit een combinatie van een eenparige beweging vanaf een centraal punt en een rotatie daaromheen. Bovendien hebben alle spiralen dezelfde oorsprong en kunnen ze door dezelfde wiskundige vergelijking worden beschreven. Bij de ring uit 552 v.C. bedraagt de afwijking tussen de werkelijke en de theoretische vorm slechts 0,2 millimeter. Deze precisie en uniformiteit zou volgens Lu alleen zijn te bereiken wanneer de maker tijdens het snijden van de jade gebruik heeft gemaakt van een apparaat dat een onderling gekoppelde rotatie- en translatie uitvoerde.

De eerste historische verwijzingen naar apparaten die zulke gecombineerde bewegingen konden voortbrengen komen voor in de geschriften van Hero van Alexandrië (1e eeuw n.C.) en mogelijk in de berichten van Plutarchus over Archimedes (die in de 2e eeuw v.C. leefde). De groeven op de Chinese ringen suggereren nu dat zulke apparaten al op zijn minst drie eeuwen vroeger in China werden gebruikt. Volgens Lu behoorden deze apparaten wellicht tot de voorlopers van de kruk in China: een vinding die tot de mechanisatie van verscheidene agrarische processen, zoals het dorsen en malen van graan, zou kunnen hebben geleid.